En China, debido a los métodos de detección de agua imperfectos, decenas de miles de millones de kilogramos de grano se pudren durante el almacenamiento y el transporte debido al contenido excesivo de humedad, lo que causa enormes pérdidas. Por lo tanto, la humedad del grano siempre ha sido un indicador de calidad muy importante controlado por el sector de granos en el país y en el extranjero.
El agua en el grano se divide en agua libre (agua libre) y agua combinada (agua cristalina) de acuerdo con las propiedades físicas. El agua libre es el agua que se condensa en los capilares y los intersticios moleculares dentro de los granos a través de la adsorción física: el agua unida es el agua que se adsorbe en las células y las estructuras moleculares del grano a través de la acción química. El agua libre tiene las propiedades generales del agua ordinaria y tiene un impacto importante en la calidad del grano. La humedad del grano se refiere al contenido de agua libre.
Existen métodos directos e indirectos para detectar la humedad.
El método directo es eliminar directamente la humedad del grano mediante métodos de secado o químicos, y detectar el contenido absoluto de humedad de la muestra. Este método tiene una alta precisión de detección, pero lleva mucho tiempo y no es adecuado para la detección en línea.
El método indirecto es determinar el contenido de agua de una sustancia mediante la detección de la cantidad física (como la conductividad eléctrica, la constante dieléctrica, etc.) de la sustancia. Tales métodos son generalmente rápidos, fáciles de implementar en línea y tienen buenas perspectivas de desarrollo y utilización.
Tecnología de medición de humedad del grano por método indirecto.
El medidor de humedad de tipo conductividad está diseñado según el principio de que la conductividad o resistencia de CC de un objeto cambia con su contenido de agua y detecta el contenido de agua del objeto en función del cambio de conductividad. La ventaja es que el mecanismo es simple, la velocidad de respuesta es rápida y el costo es bajo. La desventaja es que generalmente es necesario moler el grano y presionarlo en una resistencia de forma y tamaño fijo. El estado en ese momento también afectará la precisión de la detección.
El método de capacitancia está diseñado utilizando la diferencia en la constante dieléctrica de diferentes sustancias. A temperatura ambiente, la constante dieléctrica del agua es mayor que la de otras sustancias (el agua es 81 y el grano es de aproximadamente 2 a 5). A medida que aumenta el contenido de agua de una sustancia, también aumenta la constante dieléctrica. Por lo tanto, si se detecta la constante dieléctrica de una sustancia, se puede calcular el contenido de humedad en la sustancia. Dependiendo de la sustancia que se mide, la estructura del electrodo del condensador también es diferente. Existen principalmente estructuras de electrodos, como placas planas y cilindros. El método de capacitancia utiliza detección sin contacto, que tiene alta confiabilidad, mantenimiento simple y económico y fácil. Se puede utilizar para inspección en línea y es adecuado para detectar alto contenido de agua. Las desventajas son muchos factores influyentes y datos complejos. Entre los medidores de humedad del grano en la antigua Unión Soviética, el 43% fue detectado por el método de capacitancia. En la actualidad, la precisión de detección puede alcanzar el 0,5%, y el tiempo de detección es inferior a 5 minutos.
La base teórica del medidor de humedad por absorción infrarroja es la ley de Beer. La humedad tiene una fuerte banda de absorción para radiación infrarroja larga a 1.649m o 1.94 / zm. Debido a que el contenido de agua de una sustancia es diferente, la energía absorbida para una longitud de onda específica de radiación también es diferente. Mientras se mida la absorbancia, se puede determinar el contenido de agua. Los métodos específicos incluyen el método de reflexión, el método de proyección y el tipo compuesto de proyección de reflexión. Utilizado para la detección de humedad de los alimentos es principalmente reflectante. Tiene las ventajas de no contacto, velocidad rápida, detección continua, amplio rango de detección, alta precisión, buena estabilidad, etc., y puede medir la humedad de materiales conductores con la más alta precisión de 0.1%; La desventaja es que se ve afectado por la forma, densidad y grosor de la muestra. Y por otros efectos, es difícil detectar la humedad interna de la sustancia y el precio del equipo es relativamente alto.
El método de microondas utiliza energía de frecuencia ultra alta para calcular el valor de humedad a través del cambio en la pérdida de energía generada por la muestra. El agua tiene una constante dieléctrica particularmente alta en comparación con el grano, y hay una pérdida dieléctrica máxima en el rango de UHF. Su ventaja es la medición sin contacto, que puede detectar el valor absoluto del contenido de humedad y puede detectar continuamente en línea. La desventaja es que debido a la forma, densidad, grosor, etc., la estructura del instrumento es compleja y el precio es alto.
El medidor de humedad de neutrones funciona según el principio de dispersión molecular. Utilizando una fuente de neutrones capaz de emitir neutrones rápidos, los neutrones rápidos emitidos se encuentran con el material que contiene los núcleos de hidrógeno, y chocan entre sí para reducir la velocidad y reducir la velocidad de los neutrones. De acuerdo con la densidad medida de neutrones lentos, es posible saber La cantidad total de hidrógeno se utiliza para calcular el contenido de agua de la sustancia. Es un detector de humedad en línea más avanzado, que puede detectar con precisión sin dañar la estructura del material y afectar el funcionamiento normal del material. El medidor de humedad de neutrones tiene las desventajas de la calibración manual y la dispersión inestable de hidrógeno.